JPS5927198B2 - Static variable speed reversible AC motor drive device - Google Patents
Static variable speed reversible AC motor drive deviceInfo
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- JPS5927198B2 JPS5927198B2 JP54054835A JP5483579A JPS5927198B2 JP S5927198 B2 JPS5927198 B2 JP S5927198B2 JP 54054835 A JP54054835 A JP 54054835A JP 5483579 A JP5483579 A JP 5483579A JP S5927198 B2 JPS5927198 B2 JP S5927198B2
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は制御された電流又は電圧が給電されるインバ
ータを用いて構成された可変速度交流電動機1駆動装置
、更に具体的に云えば、電動機駆動装置の逆転を円滑に
する為に、固有の多重パルス動作が出来る可逆可変周波
数発振器を持つインバータ周波数FbI脚装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a variable speed AC motor 1 drive device configured using an inverter supplied with controlled current or voltage, and more specifically, a variable speed AC motor 1 drive device configured using an inverter supplied with controlled current or voltage, and more specifically, In order to do this, the present invention relates to an inverter frequency FbI leg system with a reversible variable frequency oscillator capable of unique multi-pulse operation.
負荷角制御を利用した現在のインバータ駆動装置は、幾
つかの異なる種類の静止形の、調節自在の周波数を持つ
交流電動機駆動装置の内の1つである。Current inverter drives that utilize load angle control are one of several different types of static, adjustable frequency AC motor drives.
こういう装置では、低速運転の時、所望の周波数はイン
バータ周波数指令信号の小さな直流成分である。この指
令信号は振幅の大きい第6高調波リップルをも持つてい
る。この信号を淵波して、装置の所要の動的な性能を維
持することが出来ない。所望の周波数並びに順方向でも
逆方向でも、電動機の回転方向の両方をこの信号から決
定しなければならないし、運転並びに逆転が広いトルク
範囲にわたつて円滑でなければならない。角度制御を使
う時、特別の努力を払わないと、駆動装置が繰返して反
転する様式に入り込み、その為に装置の性能が全く不満
足なものになると共に、機械的な負荷を損傷する惧れも
あるという点で、低速運転並びに逆転が非常に不安定に
なる惧れがある。電流制御形インバータ駆動装置及びパ
ルス幅変調電圧式インバータ駆動装置の負荷角制御が特
願昭52−118,690号に記載されている。開発中
の輸送用の用途では、この問題は比例及び積分型制御器
に入力する前に、角度誤差信号の動的範囲を制限するダ
イオード・クリツパ一によつて解決された。この発明の
駆動装置は、別の用途に開発されたものであるが、角度
誤差信号の積分を含んでいないし、簡単なダイオード・
クランプでは解決策にならないことが判つた。従来、電
流制御形及び矩形波電圧形インバータをパルス幅変調様
式で運転し、パルスのタイミングを数学的に最適にして
、種々の高調波を除去することが記載されている。In such devices, when operating at low speeds, the desired frequency is a small DC component of the inverter frequency command signal. This command signal also has a sixth harmonic ripple with a large amplitude. This signal cannot be filtered out to maintain the required dynamic performance of the device. Both the desired frequency and the direction of rotation of the motor, whether forward or reverse, must be determined from this signal, and operation and reversal must be smooth over a wide torque range. When using angular control, unless special efforts are made, the drive device may enter into a pattern of repeated reversals, which makes the performance of the device completely unsatisfactory and risks damaging the mechanical load. Because of this, there is a risk that low-speed operation and reversing will become extremely unstable. Load angle control of a current controlled type inverter drive device and a pulse width modulated voltage type inverter drive device is described in Japanese Patent Application No. 52-118,690. In a developing transportation application, this problem was solved by a diode clipper that limited the dynamic range of the angular error signal before input to the proportional and integral controller. Although the drive device of this invention was developed for a different application, it does not include integration of the angular error signal and uses a simple diode.
It turned out that clamps were not the solution. It has been described in the past to operate current controlled and square wave voltage type inverters in a pulse width modulated manner and to mathematically optimize the timing of the pulses to eliminate various harmonics.
然し、こういうパルスのタイミングをとる普通の手段は
、計数形の論理回路を使つて、信号レベルに適正なパタ
ーンを発生することである。多重パルス動作によつて、
低速での有害な歯形トルクを減少し又は除去することが
出来るが、多重パルス動作を負荷角の調整と組合せよう
とした従来の試みは成功しなかつた。電流制御形インバ
ータ又は矩形波電圧形インバータのいずれかを用いて構
成された可逆可変速度交流電動機駆動装置が、インバー
タ周波数制御回路に改良された可変周波数発振器を持つ
ていて、広いトルク範囲にわたつて円滑な運転並びに逆
転が出来る。発振器に供給されたインバータ周波数指令
信号が実質的なリツプル成分と、その大きさ並びに極性
が電動機の回転速度並びに回転方向を表わす直流成分と
を持つている。発振器は積分器を含んでいて、入力信号
中の直流成分のレベルのみに関係する周波数でタイミン
グ・パルスを発生すると共に、極性に応じて順方向又は
逆方向信号を発生する様に作用する。リング計数器又は
それに相当するものが、順方向及び逆方向の相順序で、
インバータの主サイリスタに対するゲート・パルスを発
生する。発振器及びインバータ周波数制御回路は、負荷
角制御を利用した電流形インバータ1駆動装置に特に適
しているが、トルク匍卿にも同じ利点がある。However, the common means of timing these pulses is to use counting logic circuits to generate the appropriate pattern in signal levels. By multi-pulse operation,
Although deleterious tooth profile torque at low speeds can be reduced or eliminated, previous attempts to combine multi-pulse operation with load angle adjustment have been unsuccessful. A reversible variable speed AC motor drive constructed using either a current controlled inverter or a square wave voltage controlled inverter has an improved variable frequency oscillator in the inverter frequency control circuit and is capable of operating over a wide torque range. Allows for smooth operation and reversal. The inverter frequency command signal supplied to the oscillator has a substantial ripple component and a DC component whose magnitude and polarity represent the rotational speed and direction of the motor. The oscillator includes an integrator and operates to generate timing pulses at a frequency that is related only to the level of the DC component in the input signal and, depending on the polarity, to generate a forward or reverse signal. A ring counter or equivalent, in forward and reverse phase sequence,
Generates the gate pulse for the main thyristor of the inverter. The oscillator and inverter frequency control circuit is particularly suitable for current source inverter 1 drives that utilize load angle control, but torque control also has the same advantages.
従来の方法で、特にトルクが大きく速度の低い運転、並
びにトルクが大きいか又は小さくて、速度が低い時の反
転の場合に生じたチヤタリングの問題がなくなる。こう
いう状態では、周波数指令信号は殆んど全部がリツプル
であるか、或いは大きなリツプル成分を持つている。更
に、多重パルス動作が低速では固有であり、この結果生
ずるインバータの波形はパルス幅変調特性を持ち、この
為にトルクの変調が減少し、インバータ転流回路の動作
が改善される。好ましい形式の可逆可変周波数発振器は
、りセツト・スイツチを並列に接続した積分器を有し、
それと組合せて正及び負の比較器と論理ゲートとを用い
る。The problem of chatter that occurred with conventional methods, especially in high torque and low speed operations, as well as in the case of reversals at high or low torque and low speeds, is eliminated. Under these conditions, the frequency command signal is almost entirely ripple, or has a large ripple component. Furthermore, multi-pulse operation is inherent at low speeds, and the resulting inverter waveform has pulse width modulation characteristics, which reduces torque modulation and improves the operation of the inverter commutation circuit. A preferred type of reversible variable frequency oscillator has an integrator connected in parallel with a reset switch;
In combination with it, positive and negative comparators and logic gates are used.
これらの比較器並びに論理ゲートは、シフト・レジスタ
形リング計数器に対するクロツク・パルスとして、タイ
ミング・パルスを発生する様に作用する。タイミング・
パルスが方向フリツプフロツプに送られて、順方向及び
逆方向指令に対応して左シフト及び右シフト入力を発生
する。過電流信号により、発振器の出力が中断する。発
振器には最低周波数限界機構を含めることが出来る。こ
の発明は以下図面について好ましい実施例を説明する所
から、更によく理解されよう。These comparators and logic gates act to generate timing pulses as clock pulses for the shift register type ring counter. timing·
Pulses are sent to the directional flip-flop to generate left shift and right shift inputs in response to forward and reverse direction commands. An overcurrent signal interrupts the oscillator output. The oscillator may include a lowest frequency limit mechanism. The invention will be better understood from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings.
可逆可変周波数発振器が、広いトルク範囲にわたつて極
めて円滑な運転並びに逆転が必要な場合、可変速度交流
電動機駆動装置に用いられる。Reversible variable frequency oscillators are used in variable speed AC motor drives where very smooth operation and reversal over a wide torque range is required.
発振器、並びにこの発振器がその主要部品であるインバ
ータ周波数制御回路は、負荷角制御を用いた電流形イン
バータ駆動装置に特に適しているが、他の調整装置又は
他の形式のインバータにも使うことが出来る。こういう
装置では、低速運転の時、所望の周波数は大きな交流信
号中の小さな直流成分であり、この信号を済波して、装
置の所要の動的な性能を保つことが出来ない。こ\で説
明する発振器は、高性能の駆動装置とするのに必要な通
りに、幾つかの扱いにくい問題を独特な形で解決すると
共に、本質的に多重パルス動作様式が可能であつて、速
度が低下した時、一層複雑なインバータ波形を発生して
、コツギング(COgging)を生じたり、或いは電
動機並びに負荷の機械的な共振を励振したりする位の低
い周波数での脈動を除去し又は最小限に抑える。電流制
御形交流電動機駆動装置が、負荷角制御又はトルク制御
手段と共に、第1図の簡略プロツク図に示されている。The oscillator, as well as the inverter frequency control circuit of which it is a main component, is particularly suitable for current source inverter drives with load angle control, but can also be used in other regulators or other types of inverters. I can do it. In such devices, when operating at low speeds, the desired frequency is a small DC component in a large AC signal, and this signal cannot be filtered out to maintain the desired dynamic performance of the device. The oscillator described here uniquely solves several intractable problems and is inherently capable of multi-pulse mode of operation, as required for high performance drives. When the speed decreases, a more complex inverter waveform is generated to eliminate or minimize ripples at low frequencies that can cause COgging or excite mechanical resonances in the motor and load. Keep it to a minimum. A current controlled AC motor drive is shown in the simplified block diagram of FIG. 1 together with load angle control or torque control means.
この装置では、交流又は直流電力を位相制御形交直整流
器又は直流/直流チヨツパの様な電圧変換器10によつ
て、可変振幅の直流電力に変換する。次にこの電力を電
流制御形インバータ11によつて交流形式に変換し、直
流リアクトル12を直流リンク(こ\で、直流リンクと
は、交流を直流に変換する変換器の直流出力をインバー
タの入力に結合する直流接続回路を指す)に入れて、イ
ンバータ又はチヨツパの動作に特有のリツプル電流を平
滑する。インバータの多相の非正弦状出力電流は直流リ
ンク電流の大きさで可変の周波数を持ち、それが誘導電
動機13の様な速度が調節自在の交流電動機に給電され
る。電圧変換器10によつて直流リンクに印加される電
圧VB,を制御すると、直流リンク電流(すなわち、変
換器から直流リンクを通つてインバータに供給される直
流電流)DOのレベルが調節され、従つて固定子電流が
調節されるが、電流制御形インバータ11の動作周波数
を制御すると、固定子励磁周波数が調節される。電動機
並びに変換器全体の実際の運転をする為、通常の電動機
磁束及び電流レベルを維持する為に、安定化帰還回路を
使わなければならない場合が多い。普通の制御方法では
、電動機電流及び振幅の動的な制御によつてこの安定化
を実現する。負荷角制御方式は所要の装置安定化制御と
して、インバータ周波数を利用するもので、電動機電流
と電動機磁束の間の位相角を調整することによつて達成
される。この方式はインバータの点弧パルスを電動機の
逆起電力と同期させるが、電動機の逆起電力をインバー
タと合せる為に付加的な電流が本質的に供給される様な
電圧給電式誘導電動機と同じものである。負荷角帰還制
御を利用した静止形交流駆動装置について更に詳しいこ
とや具体例については、特願昭52−118690号を
参照されたい。この駆動装置は、瞬時磁束、瞬時トルク
及び瞬時負荷角計算装置14を持つており、この計算装
置は電動機電流感知装置15、空隙磁束コイル16から
情報を受取り、帰還信号を制御装置17に供給するが、
回転子速度帰還信号を発生するタコメータ18を持つて
いてもいなくてもよい。ボルト単位で表わした空隙磁束
ψ、及び瞬時電磁トルクTeが前掲特許願に記載された
回路によつて導き出される。瞬時電磁トルクTeは、横
軸固定子電流と直軸空隙磁束との積から、直軸固定子電
流と横軸空隙磁束との積を差引いたものと定義する。瞬
時負荷角又はトルク角を計算する為、電動機電流と電動
機磁束との間の実際の位相角θを計算せず、その代りに
近似的な帰還信号(SinO′)E,を計算する方が好
ましい。それは、この量が動作領域全体にわたつて単調
に増加し、従つて角度調整方式にとつて一層適した変数
であるからである。この等価量は次の式で表わされる。
負荷角の感知した値を発生する他の回路が前掲特許願や
、1977年10月2−6田こ開催されたIEEEイン
ダストリー・アツプリケイシヨンズ・ソサイエテイ・ア
ニユアル・ミーテイングの会議録第609頁乃至615
頁に掲載された同じ発明者の「静止形交流誘導電動機駆
動装置の同期制御」という論文にも記載されている。In this device, AC or DC power is converted to variable amplitude DC power by a voltage converter 10, such as a phase-controlled AC/DC rectifier or a DC/DC chopper. Next, this power is converted into AC form by the current control type inverter 11, and the DC reactor 12 is connected to the DC link (DC link means that the DC output of the converter that converts AC to DC is input to the inverter. (refers to a DC connection circuit that couples to The multiphase, non-sinusoidal output current of the inverter has a frequency that is variable in magnitude with the DC link current, and is fed to an adjustable speed AC motor, such as the induction motor 13. Controlling the voltage VB, applied to the DC link by the voltage converter 10, adjusts the level of the DC link current (i.e. the DC current supplied from the converter through the DC link to the inverter) DO, Therefore, the stator current is adjusted, and when the operating frequency of the current controlled inverter 11 is controlled, the stator excitation frequency is adjusted. For actual operation of the entire motor and converter, a stabilizing feedback circuit must often be used to maintain normal motor flux and current levels. Common control methods achieve this stabilization through dynamic control of motor current and amplitude. The load angle control method utilizes the inverter frequency as the required device stabilization control, which is achieved by adjusting the phase angle between the motor current and the motor magnetic flux. This method synchronizes the inverter's firing pulses with the motor's back emf, but is similar to voltage-fed induction motors where additional current is essentially provided to match the motor's back emf with the inverter's back emf. It is something. For further details and specific examples of a static AC drive device using load angle feedback control, please refer to Japanese Patent Application No. 118690/1982. The drive device has an instantaneous flux, instantaneous torque and instantaneous load angle calculation device 14 which receives information from a motor current sensing device 15, an air gap flux coil 16 and provides a feedback signal to a control device 17. but,
It may or may not have a tachometer 18 to generate a rotor speed feedback signal. The air gap flux ψ in volts and the instantaneous electromagnetic torque Te are derived by the circuit described in the above-cited patent application. The instantaneous electromagnetic torque Te is defined as the product of the horizontal stator current and the horizontal air gap magnetic flux minus the product of the horizontal stator current and the horizontal air gap magnetic flux. To calculate the instantaneous load angle or torque angle, it is preferable not to calculate the actual phase angle θ between the motor current and the motor flux, but instead to calculate the approximate feedback signal (SinO′) E, . This is because this quantity increases monotonically over the entire operating range and is therefore a more suitable variable for angle adjustment schemes. This equivalent quantity is expressed by the following formula.
Other circuits for generating a sensed value of load angle are disclosed in the above-cited patent application and in Proceedings of the IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, October 2-6, 1977, pages 609-615.
It is also described in a paper by the same inventor entitled ``Synchronous Control of a Static AC Induction Motor Drive Device'' published on page 1.
第2図には、電流制御形インバータを用いた誘導電動機
駆動装置の負荷角調整ループが詳しく示されており、制
御装置の他の部分は図を見易くする為に省略してある。FIG. 2 shows in detail the load angle adjustment loop of an induction motor drive using a current controlled inverter, and other parts of the control device are omitted for clarity.
前端電圧変換器は60Hzの3相電圧源によつて付勢さ
れる位相制御形整流装置1『であり、電流制御形インバ
ータ11′は米国特許第3980941号に記載された
自動逐次転流形インバータの様な多相サイリスタ・ブリ
ツジ・インバータである。電流制御形インバータは、電
流源インバータ又は電流給電式インバータの名前でも知
られており、一般的にはこの他の形式も知られていて、
それをこの発明に使うことが出来る。その中には、1つ
の転流コンデンサを用いた第3高調波補助転流形インバ
ータや、3つの転流コンデンサを用いた補助インパルス
転流形インバータがある。角度帰還信号1n0e,及び
図ではポテンシヨメータ20のワイパによつて手動で設
定される電圧レベルとして概略的に示した指令又は基準
値SlnO杢がアナログ加算器21に供給さEqれ、こ
れが角度誤差信号を発生する。The front end voltage converter is a phase-controlled rectifier 1' powered by a 60 Hz three-phase voltage source, and the current-controlled inverter 11' is an automatic sequential commutation inverter as described in U.S. Pat. No. 3,980,941. It is a polyphase thyristor bridge inverter like . Current-controlled inverters are also known as current-source inverters or current-fed inverters; other types are also commonly known:
You can use it for this invention. Among them, there are a third harmonic auxiliary commutation type inverter using one commutation capacitor and an auxiliary impulse commutation type inverter using three commutation capacitors. The angular feedback signal 1n0e and the command or reference value SlnO, shown schematically as a voltage level manually set by the wiper of the potentiometer 20, are supplied to the analog adder 21, which calculates the angular error. Generate a signal.
利得回路22を通過した後の、実質的なリツプル成分を
持つ角度誤差信号と正又は負の直流回転子速度帰還信号
ω,がアナログ加算器23に送られ、この加算器の出力
にインバータ周波数指令信号が発生される。この発明の
インバータ周波数制御回路25に於ける可逆可変周波数
発振器24の作用は、電動機の回転方向に応じて正又は
負である入力指令信号の直流成分を、所望の電動機周波
数の6倍に等しい周波数を持つタイミング・パルスと、
順方向又は逆力向信号とに変換することである。タイミ
ング・パルス及び方向信号がリング計数器26に送られ
、順方向又は逆方向の相順序のいずれかで、サイリスタ
のゲート・パルスを発生する。普通この制御回路に含ま
れているゲート駆動器は図に示してない。インバータの
主サイリスタT1乃至T6が、順方向の相順序の時の点
弧順序に従つて番号がつけられており、転流の細部は省
略してある。説明を進める前に述べておくと,トルクの
基準値Te*とトルク帰還信号Teとの間の誤差を最小
限にする為にインバータ周波数を調節する様に作用する
トルク帰還制御も、瞬時トルク及び瞬時負荷角に対する
帰還信号が同じ様な形であるから、同じ制御回路を用い
て行うことが出来る。種々の負荷伏態に於ける角度基準
信号6角度帰還信号及び角度誤差信号(これらはアナロ
グ加算器21の入出力である)が6特に大トルクの低速
運転と、大トルク又は小トルクの低速反転の時に起る問
題を理解する為に6第3a図乃至第3c図に概略的に示
されている。After passing through the gain circuit 22, the angle error signal having a substantial ripple component and the positive or negative DC rotor speed feedback signal ω are sent to an analog adder 23, and the output of this adder is an inverter frequency command. A signal is generated. The action of the reversible variable frequency oscillator 24 in the inverter frequency control circuit 25 of the present invention is to generate a DC component of the input command signal, which is positive or negative depending on the rotational direction of the motor, at a frequency equal to six times the desired motor frequency. a timing pulse with
forward or reverse force direction signals. Timing pulses and direction signals are sent to ring counter 26 to generate thyristor gate pulses in either forward or reverse phase sequence. Gate drivers, which are normally included in this control circuit, are not shown in the figure. The main thyristors T1 to T6 of the inverter are numbered according to their firing order in the forward phase sequence, and commutation details have been omitted. Before proceeding with the explanation, it should be noted that torque feedback control, which acts to adjust the inverter frequency to minimize the error between the torque reference value Te* and the torque feedback signal Te, also controls the instantaneous torque and Since the feedback signals for the instantaneous load angle are of similar form, the same control circuit can be used. Angle reference signal 6 Angle feedback signal and angular error signal (these are the inputs and outputs of analog adder 21) under various load conditions 6 Particularly for low-speed operation with large torque and low-speed reversal with large torque or small torque In order to understand the problems that arise when
基準角度信号(第3a図)は可変レベルを持つ直流信号
である。角度帰還信号は典型的には直流成分と振幅の大
きい第6高調波リツプルとで構成されている。軽負荷(
第3b図)の時、角度帰還信号は実質的に全部リツプル
であり、重負荷の時(第3c図)、大きな直流成分があ
り、信号は約50%がリツプルである。アナログ加算器
の入力では,角度帰還信号が負であり,基準信号が正の
極性である。直流基準信号28及び角度帰還信号29を
加算することによつて発生される,重負荷の角度誤差信
号(第3b図)が太い線30で示されており、直流成分
31はごく小さい。電動機速度が低速の時、タコメータ
帰還信号ω,も比較的小さい直流信号であり、この為.
角度誤差信号とタコメータ帰還信号の和であるインバー
タ周波数指令信号は振幅の大きいリツプル成分と小さい
直流成分とを持ち6これから所望の電動機周波数及び所
望の電動機の回転方向を決定しなければならない。基本
的な電動機周波数は,軸が回転する機械的な速度(Rp
りに相当する電気的なパラメータである。トルクが大き
い時又は小さい時に,低速で反転する際、タコメータ帰
還信号は小さく、それがゼロを通過する結果,インバー
タ周波数指令信号は大きなリツブル成分と小さな直流成
分を持つ。大きなリツブル成分は可逆可変周波数発振器
24の動作にとつて有害ではなく、電動機を低速で反転
する時には、実際に多重パルス動作の為に有利に利用さ
れる。負荷角帰還制御を用いた電流制御形インバータを
用いる交流電動機駆動装置では,可変周波数発振器に対
して、既に述べたもの\他に多数の条件が加えられる。The reference angle signal (Figure 3a) is a DC signal with variable levels. The angular feedback signal typically consists of a DC component and a sixth harmonic ripple with a large amplitude. Light load (
At the time of FIG. 3b), the angular feedback signal is essentially all ripples, and at heavy loads (FIG. 3c), there is a large DC component and the signal is about 50% ripple. At the input of the analog adder, the angular feedback signal is negative and the reference signal is positive polarity. The heavily loaded angular error signal (FIG. 3b), generated by adding the DC reference signal 28 and the angular feedback signal 29, is shown by the thick line 30, and the DC component 31 is very small. When the motor speed is low, the tachometer feedback signal ω is also a relatively small DC signal.
The inverter frequency command signal, which is the sum of the angle error signal and the tachometer feedback signal, has a large-amplitude ripple component and a small DC component, 6 from which the desired motor frequency and desired motor rotation direction must be determined. The basic motor frequency is the mechanical speed at which the shaft rotates (Rp
It is an electrical parameter corresponding to When inverting at low speed when the torque is large or small, the tachometer feedback signal is small and it passes through zero, so that the inverter frequency command signal has a large ripple component and a small DC component. The large ripple component is not detrimental to the operation of the reversible variable frequency oscillator 24 and is actually used advantageously for multi-pulse operation when reversing the motor at low speeds. In an AC motor drive system using a current-controlled inverter using load angle feedback control, many conditions are applied to the variable frequency oscillator in addition to those already mentioned.
無負荷で高速並びに低速の時の安定性の為に角度制(財
)が必要である。可変周波数発振器は、全体的な装置の
動的な性能を劣化させてはならないし6最低周波数限界
の機構と.過電流を検出した時に発振器の出力を停止す
る手段を含むことが望ましい。可変周波数発振器は6特
に大トルクの低速運転と、大トルク又は小トルクでの低
速での反転の場合、他の方式で従来遭遇していたチヤタ
リングの問題をなくすものでなければならない。経済的
な簡単な解決策が必要である。いずれかの動作領域で発
振器に利得変化が導入されると,トルクのリツプルを最
小限に抑える為に、電動機の計画された磁束トルク経過
を維持するのに,調整器の他の部分に対応する変化を加
えなければならない。第4図は好ましい形の可逆可変周
波数発振器24及びリング計数器26のプロツク図であ
る。An angle control is required for stability at high and low speeds without load. The variable frequency oscillator must not degrade the dynamic performance of the overall device and must be designed with a minimum frequency limit of 6. It is desirable to include means for stopping the output of the oscillator when an overcurrent is detected. The variable frequency oscillator 6 must eliminate the chattering problems previously encountered with other systems, especially for low speed operation with high torque and low speed reversal with high or low torque. A simple economical solution is needed. When a gain change is introduced to the oscillator in any operating region, the other parts of the regulator respond in order to maintain the planned flux-torque profile of the motor in order to minimize torque ripple. Changes must be made. FIG. 4 is a block diagram of a preferred form of reversible variable frequency oscillator 24 and ring counter 26.
新規の主要部品は、りセツト・スイツチ34を並列に接
続した積分器33と、積分器の出力に互いに並列に接続
された正及び負の比較器35,36と.両方の比較器及
びりセツト・スイツチ34の間に接続された論理ゲート
37と6セツト及びりセツト入力が比較器に接続されて
いる方向フリツプフロツプ38と,論理ゲート37及び
リング計数器26のクロツク・パルス入力の間に接続さ
れた遅延素子39とである。リング計数器は.6段を持
つ普通のシフト・レジスタであつて,可逆リング計数器
として接続されている。積分器33は、出力端子と加算
点の間に帰還コンデンサを接続した積集回路演算増幅器
にすることが出来6リセツト・スイツチ34は積分コン
デンサを分路する固体スイツチである。インバータ周波
数指令信号41が積分器33の入力になり,スイツチ3
4が開いていると仮定すると、入力信号の直流成分のみ
に関係する速度で上昇する傾斜出力42が発生される。The new main components are an integrator 33 with a reset switch 34 connected in parallel, positive and negative comparators 35, 36 connected in parallel with each other at the output of the integrator, . A logic gate 37 is connected between both comparator and set switches 34, a directional flip-flop 38 whose set and set inputs are connected to the comparators, and a clock switch for logic gate 37 and ring counter 26. and a delay element 39 connected between pulse inputs. The ring counter is. It is an ordinary shift register with six stages connected as a reversible ring counter. Integrator 33 can be an integrated circuit operational amplifier with a feedback capacitor connected between the output terminal and the summing point, and reset switch 34 is a solid state switch that shunts the integrating capacitor. The inverter frequency command signal 41 becomes the input of the integrator 33, and the switch 3
4 is open, a ramp output 42 is generated that rises at a rate related only to the DC component of the input signal.
この直流成分の極性に応じて、入力が正の基準値+Vr
ef又は負の基準直一,Ef(これか比較器35,36
に対して設定されている)まで積分される。正の基準値
まで積分する場合、比較品35の出力が低から高に変わ
り、その信号がオア論理ゲート37を介してりセツト・
スイツチ34へ通過し、スイツチを閉じて帰還コンデン
サをりセツトする。この時積分器の出力が下がる結果,
比較器35は,もはや正の基準値を越えなくなるので、
高から低の出力に伏態が変わり,その時タイミング・パ
ルス43を発生する。このタイミング・パルス列が,指
令信号の直流成分の振幅に関係する周波数で,比較器3
5又は比較器36の出力のいずれかに発生され、全ての
タイミング・パルスがオア回路37及び遅延素子39を
通過して6シフト・レジスタ40のクロツク入力に送ら
れる。正の比較器35からのタイミング・パルスが方向
フリツブフロツブ38のセツト入力に送られ,負の比較
器36からのタイミング・パルスがりセツト入力に送ら
れる。Depending on the polarity of this DC component, the input is a positive reference value +Vr.
ef or negative reference direct, Ef (this or comparator 35, 36
(set for). When integrating to a positive reference value, the output of comparison product 35 changes from low to high, and the signal is passed through OR logic gate 37 to
Pass to switch 34, closing the switch and resetting the feedback capacitor. At this time, as a result of the integrator output decreasing,
Since the comparator 35 no longer exceeds the positive reference value,
The state changes from high to low output, at which time a timing pulse 43 is generated. This timing pulse train has a frequency related to the amplitude of the DC component of the command signal, and the comparator 3
5 or the output of comparator 36, all timing pulses pass through OR circuit 37 and delay element 39 to the clock input of shift register 40. The timing pulse from the positive comparator 35 is sent to the set input of the direction flipflop 38, and the timing pulse from the negative comparator 36 is sent to the set input.
このフリツブフロツブのQ出力及び補数のQ出力が順方
向及び逆方向信号44,45であり,その一方が高で他
方は低である。これらの方向信号がシフト・レジスタ形
リング計数器40の左シフト及び右シフト入力に送られ
る。状態を変える比較器が前に述べたものと同じもので
あれば、フリツプフロツプは同じ状態にとマまる。別の
比較器が伏態を変えると、フリツブフロツプの状態が変
わり,こうしてリング計数器の回転方向を反転し.こう
して運動機の相順序をも反転する。遅延素子39の作用
は6左シフト及び右シフト指令が、クロツク・パルスが
来るより前に,シフト・レジスタに入る様に,僅かだけ
タイミング・パルスを遅延させることである。インバー
タ周波数制御回路25及び可逆可変周波数発振器24は
,第2図の閉帰還ルーブ系内で動作する時、本来の性質
として多重パルス動作様式をとることが出来6これは電
動機駆動装置に於けるその効用を大いに高める。その時
のインバータの波形はパルス幅変調特性を持ち、トルク
の変調を減少すると共に、インバータの転流回路の動作
を改善する。電流制御形インバータ又は矩形波電圧形イ
ンバータを電動機駆動装置に使つた時、基本周波数の6
倍の周波数のトルクの脈動が発生される。運転速度が低
い時、トルクの脈動周波数はコツギングを起したり、或
いは電動機並びに負荷の機械的な共振を励振したりする
位に低くなることがある。多重パルス動作様式により,
インバータの電力回路を変更せずに、脈動の振幅が減少
し6その最低周波数が高くなる。インバータが電圧源形
である場合,低次の電圧窩調波によつて大きな高調波電
流が生ずることがあるが.多重パルス動作様式により6
こういう高調波電流の振幅が減少すると共に、その最低
周波数が高くなる。どんなサイリスタ・インバータでも
6非常に低い周波数で運転する時に起り得る別の問題は
6転流の合間の長い持続時間の間に,転流コンデンサが
放電することがあることである。この為6次の転流を実
行するのに十分な電荷が残つていないことがある。多重
パルス動作では,基本周波数の周期の1/3よりずつと
短い,転流の合間の最大時間を保ちながら、インバータ
を任意に低い基本周波数で動作させることが出来る。こ
の発明は,信号段階でも電力段階でも6特別のハードウ
エアを使わずに6多重パルス動作様式を実現する。動作
周波数が非常に低い時、タコメータ帰還信号ωr(竿2
図)は,角度基準信号又は計算による負荷角帰還信号よ
り小さいか或いはずつと小さい直流レベルである。こう
いう状態では、アナログ加算器23に送られる角度誤差
信号が一定の基準と感知された瞬時的なSlnθとの間
の差である。タコメータの小さな入力を無視して、積分
器33がこの誤差を積分し、積分器の誤差が比較器の基
準によつて設定されたレベルに達した時、リング計数器
26を左シフト又は右シフトさせる。シフト・レジスタ
40の各々の左シフト又は右シフトは、シフト・レジス
タの方向に対応する相の回転順序でインバータのサイリ
スタ点弧することに対応する。左及び右の交互のシフト
により6電動機電流は,所望の波形を復元するのに必要
な多重パルス特性を実現する。第5a図に示した通常の
単相インバータ出力電流波形は61200の持続時間を
持つ反対の極性の電流パルスを含んでいる。第5b図に
示した多重パルス動作様式では、電流波形に切込みが入
り.即ち1200期間の間に多数のパルスが発生され.
これらの切込みはトルクの誤差を最小限に抑えるのに最
適に近い位置にある。タイミング・パルスが、指令され
た基本励振周波数の普通の6倍を越える速度で発生され
る。動作について説明すると、可変周波数発振器24の
作用は、指令角度と瞬時負荷角の間の積分された誤差に
よつて要求される通り,順方向又は逆方向にシフトさせ
ることである。The Q output of this flipflop and its complement Q output are the forward and reverse signals 44, 45, one of which is high and the other low. These direction signals are sent to the left shift and right shift inputs of a shift register type ring counter 40. If the comparator that changes state is the same as described above, the flip-flop will remain in the same state. When another comparator changes its state, the flip-flop changes state, thus reversing the direction of rotation of the ring counter. In this way, the phase order of the motion machine is also reversed. The effect of delay element 39 is to delay the timing pulse slightly so that the 6 shift left and shift right commands enter the shift register before the clock pulse arrives. When the inverter frequency control circuit 25 and the reversible variable frequency oscillator 24 operate within the closed feedback loop system shown in FIG. Greatly increases utility. The inverter waveform then has pulse width modulation characteristics, which reduces torque modulation and improves the operation of the inverter commutation circuit. When a current control type inverter or a square wave voltage type inverter is used for a motor drive device, the fundamental frequency of 6
Torque pulsations of twice the frequency are generated. At low operating speeds, the torque pulsation frequency can be low enough to cause chopping or excite mechanical resonances in the motor and load. Due to the multi-pulse mode of operation,
Without changing the inverter's power circuit, the amplitude of the pulsations is reduced 6 and its lowest frequency is increased. If the inverter is a voltage source type, large harmonic currents may be generated by low-order voltage socket harmonics. 6 due to multi-pulse mode of operation
As the amplitude of these harmonic currents decreases, their lowest frequency increases. Another problem that can occur when operating any thyristor inverter at very low frequencies is that the commutation capacitors may discharge during long durations between commutations. For this reason, there may not be enough charge remaining to carry out the sixth-order commutation. Multi-pulse operation allows the inverter to operate at arbitrarily low fundamental frequencies while maintaining a maximum time between commutations of less than 1/3 of the period of the fundamental frequency. The invention implements a 6 multi-pulse mode of operation without the use of 6 special hardware in either the signal or power stages. When the operating frequency is very low, the tachometer feedback signal ωr (rod 2
(Fig.) is a DC level that is smaller or slightly smaller than the angle reference signal or the calculated load angle feedback signal. In these conditions, the angular error signal sent to analog summer 23 is the difference between a fixed reference and the sensed instantaneous Slnθ. Ignoring the small input of the tachometer, the integrator 33 integrates this error and shifts the ring counter 26 left or right when the integrator error reaches the level set by the comparator reference. let Each left or right shift of shift register 40 corresponds to firing the thyristors of the inverter in the rotational order of the phases corresponding to the direction of the shift register. By alternating left and right shifts, the six motor currents achieve the multi-pulse characteristics necessary to restore the desired waveform. The typical single phase inverter output current waveform shown in FIG. 5a includes current pulses of opposite polarity with a duration of 61,200. In the multi-pulse mode of operation shown in Figure 5b, there is a notch in the current waveform. That is, a large number of pulses are generated during 1200 periods.
These notches are at near-optimal locations to minimize torque errors. Timing pulses are generated at a rate typically greater than six times the commanded fundamental excitation frequency. In operation, the effect of variable frequency oscillator 24 is to shift forward or backward as required by the integrated error between the commanded angle and the instantaneous load angle.
即ち.発振器はバンバン(Bang−Bang)調整器
として作用し6基準角度と指令された角度との間の積分
された誤差を最小限に抑える。このパルス動作の効果は
所望の角度をスイツチング装置で可能な限り、基準角度
に近い値に保つことである。この回路は.任意の定常状
態のトルク並びに速度で,電流1d0及び磁束ψの両方
が略一定であるが,トルクTeが等価負荷角θE,の瞬
時的な変動の為に循環的に変化し得ることを考えれば6
トルクの高調波を最小限に抑えるものとみなすことが出
来る。実際に、この伏態が電流制御形インバータの普通
の姿である。電流及び磁束が殆んど変化しない場合,角
度の式の分母DO(ψ−KI,O)は所定の負荷で一定
に近い。この時.角度のリツプルは殆んど全部トルクの
リツブルであり2発振器は前後にシフトして、トルクの
誤差を最小限に抑える。積分された誤差を最小限に抑え
るパルス幅変調パターンが、高調波を少なくする理論的
に理想的なパターンであることを証明することが出来る
。試験によると、この装置は1977年EEEインダス
トリー・アツプリケイシヨンズ・ソサイエテイ・インタ
ーナシヨナル・セミコンダクタ・パワー・コンバータ・
コンフアレンスの会議録第295頁乃至第304頁所載
のW.ライノ一他の論文「単相交流車輛の非同期牽引電
動機に給電する電力変換器]に記載された最初の3種類
のPWM波形を発生することが出来ることが判つた。直
流電動機速度帰還信号ω,の作用は,積分器33をバイ
アスして.1つの方向に回転する様にすることである。That is. The oscillator acts as a Bang-Bang regulator to minimize the integrated error between the 6 reference angle and the commanded angle. The effect of this pulsing is to keep the desired angle as close to the reference angle as possible with the switching device. This circuit is. For any steady-state torque and speed, both the current 1d0 and the magnetic flux ψ are approximately constant, but considering that the torque Te can vary cyclically due to instantaneous fluctuations in the equivalent load angle θE, 6
This can be viewed as minimizing torque harmonics. In fact, this state is the normal state of current-controlled inverters. When the current and magnetic flux hardly change, the denominator DO(ψ-KI,O) of the angle equation is close to constant at a given load. At this time. The angular ripple is almost entirely a torque ripple, and the two oscillators are shifted back and forth to minimize torque errors. It can be shown that the pulse width modulation pattern that minimizes the integrated error is the theoretically ideal pattern that reduces harmonics. Testing has shown that this equipment meets the 1977 EEE Industry Applications Society International Semiconductor Power Converter Standard.
W. from the conference minutes, pages 295 to 304. It has been found that it is possible to generate the first three types of PWM waveforms described in the paper by Hajime Rhino et al., "Power converter for feeding an asynchronous traction motor of a single-phase AC vehicle." DC motor speed feedback signal ω, The action of is to bias integrator 33 to rotate in one direction.
即ち,タコメータ信号が大きい時、インバータは普通に
応答し、相の回転は1つの方向に連続している。タコメ
ータ信号がゼロに向つて減少すると.最初はスイツチン
グの度に1つの余分のパルスが、そしてタコメータ信号
がゼロに近づくにつれて6付加的なパルスが出る。これ
によつて多重パルス様式の変化が自動的に得られ、速度
の低下に応じて、一層複雑な波が得られる。この発明は
、角度制御及び多重パルス動作を両立性をもつて使うこ
とが出来る様にすると共に,同じ信号用ハードウエアが
両方の作用をする様にする。第6図の可逆可変周波数発
振器及びリング計数器は,最低周波数限界、並びに発振
器の出力を停止する過電流引はずしを含む様に変更され
ている。That is, when the tachometer signal is large, the inverter responds normally and the phase rotation is continuous in one direction. When the tachometer signal decreases towards zero. Initially there is one extra pulse on each switching and then six additional pulses as the tachometer signal approaches zero. This automatically results in a change in the multi-pulse pattern, resulting in more complex waves as the velocity decreases. The present invention allows angle control and multi-pulse operation to be used interchangeably and allows the same signaling hardware to perform both functions. The reversible variable frequency oscillator and ring counter of FIG. 6 has been modified to include a minimum frequency limit and an overcurrent trip that shuts down the oscillator output.
前に述べた様に,積分器33に対する入力が比較器35
,36に対して設定された正又は負の基準値まで積分さ
れる。この実施例では,積分器の出力が方向フリップフ
ロツブ38に結合されると共に、オア・ゲート37を介
してワンシヨツト・マルチバイブレータ47にも結合さ
れる。状態を変える比較器が前と同じ比較器でない場合
,方向フリツブフロツプ38の状態が変わる。比較器の
出力がワンシヨツト・マルチバイブレータ47によつて
検出され、このマルチバイブレータが遅延素子として作
用し、必要な場合6発振器の次のパルスが発生する前に
,フリツプフロツブをりセツトすることが出来る様にす
る。発振器のこのパルスは,ワンシヨツト47の遅延出
力でトリガされるワンシヨツト・マルチバイブレータ4
8から取出される。ワンシ白ツドマルチパイプレータ4
8の出力がオア・ゲート49及びアンド・ゲート50を
通過し、増幅器51を介してりセツト・スイツチ34に
帰還され、このスイツチが閉じ、積分器33の積分コン
デンサを短絡して,次のサイクルに備えてそれをゼロに
する。ワンシヨツト・マルチバイブレータ47の遅延は
,比較器の出力に有限のパルス幅を持たせる様にも作用
する。アンド回路50を通過したタイミング・パルスが
りトリガラブル・ワンシヨツト・マルチバイブレータ5
2にも入力され、ワンシヨツト48からの周期がワンシ
ヨツト52の周期を越える場合、ワンシヨ゛ント52が
4番目のワンシヨ゛ント・マノレチパイプレータ53を
トリガする。As mentioned earlier, the input to the integrator 33 is the input to the comparator 35.
, 36 is integrated up to a positive or negative reference value. In this embodiment, the output of the integrator is coupled to a directional flip-flop 38 and also to a one-shot multivibrator 47 via an OR gate 37. If the comparator changing state is not the same comparator as before, the state of directional flip-flop 38 changes. The output of the comparator is sensed by a one-shot multivibrator 47, which acts as a delay element so that the flip-flop can be reset, if necessary, before the next pulse of the oscillator 6 occurs. Make it. This pulse of the oscillator is triggered by the one-shot multivibrator 4 which is triggered by the delayed output of the one-shot 47.
It is taken out from 8. One-shirotsudo multi pipe plater 4
The output of 8 passes through an OR gate 49 and an AND gate 50 and is fed back through an amplifier 51 to the set switch 34, which closes and shorts the integrating capacitor of the integrator 33, starting the next cycle. Set it to zero in case. The delay of the one-shot multivibrator 47 also acts to give the output of the comparator a finite pulse width. Timing pulse passed through AND circuit 50 triggerable one-shot multivibrator 5
2 is also input, and if the period from one shot 48 exceeds the period of one shot 52, one shot 52 triggers the fourth one shot manipulator 53.
このマルチパイプレータ53はこの時発振器の低周波数
限界として作用する。普通の動作によつて、又は最低周
波数限界回路52,53によつて発生されたタイミング
・パルス43は6過電流の検出並びに引はずし回路によ
つてアンド・ゲート50が不作動にされていなければ、
シフト・レジスタ形リング計数器40のクロツク入力に
結合される。直流電流感知装置54が直流リンク電流又
はインバータ出力電流を感知し.電流レベルを表わす信
号を過電流限界比較器55に供給する。電流信号が基準
値を越えると2比較器の出力が低から高に切換わり,過
電流信号を発生する。この過電流信号が過電流引はずし
フリツブフロツブ56を禁止状態にセツトし、アノド回
路50に対する付能入力を取去る。この時,タイミング
・パルス43はシフト・レジスタ40のクロツク入力に
もは・や結合されず、発振器の出力が停止する。過電流
の後、又は始動の時、発振器は手動で初期設定をやり直
す。始動/りセツト・パルスが過電流フリツブフロツプ
56のりセツト入力に印加され、出力の状態を変え,ア
ンド・ゲート50に対する付能信号を再び発生する。方
向フリツプフロツプ38の出力並びに補数出力に発生さ
れる方向信号44,45が1対のオア回路57,58を
介してシフト・レジスタ40の右シフト及び左シフト入
力に入る。再開/りセツト・パルスもこれらの論理ゲー
トを介して供給され6シフト・レジスタの動作再開する
。まとめて云えば、電流源形又は電圧源形のインバータ
形式の高性能の静止形交流電動機駆動装置が,低速での
円滑な動作並びに広いトルク範囲にわたる円滑な逆転を
特徴とする。インバータ周波数制御回路及び可変周波数
発振部が大きな交流リツブルを持つ信号に応答し6所望
の電動機速度及び回転方向情報を含む直流成分が小さい
時.それを有利に利用する。負荷角調整及びトルク調整
を含めて6種々の制御方式をとることが出来る。角度制
御を利用したこと高性能の電流制御形駆動装置の用途は
、大形の工業用駆動装置である。This multipipulator 53 then acts as the low frequency limit of the oscillator. The timing pulses 43 generated by normal operation or by the lowest frequency limit circuits 52, 53 will not be activated unless the AND gate 50 is disabled by the overcurrent detection and trip circuit. ,
It is coupled to the clock input of a shift register type ring counter 40. A DC current sensing device 54 senses the DC link current or the inverter output current. A signal representative of the current level is provided to an overcurrent limit comparator 55. When the current signal exceeds the reference value, the output of the two comparators switches from low to high, generating an overcurrent signal. This overcurrent signal sets overcurrent trip flipflop 56 to an inhibited state and removes the enable input to anode circuit 50. At this time, timing pulse 43 is no longer coupled to the clock input of shift register 40 and the oscillator output stops. After an overcurrent or during start-up, the oscillator is manually re-initialized. A start/reset pulse is applied to the overcurrent flip-flop 56 reset input, changing the state of the output and regenerating the enable signal for AND gate 50. Direction signals 44, 45 generated at the output of direction flip-flop 38 as well as the complement output pass through a pair of OR circuits 57, 58 to right shift and left shift inputs of shift register 40. A resume/reset pulse is also provided through these logic gates to resume operation of the six shift registers. In summary, high-performance static AC motor drives of the current source or voltage source inverter type are characterized by smooth operation at low speeds as well as smooth reversal over a wide torque range. When the inverter frequency control circuit and variable frequency oscillator respond to a signal with large AC ripple, the DC component containing the desired motor speed and rotation direction information is small. Use that to your advantage. Six different control methods can be used including load angle adjustment and torque adjustment. The application of high-performance current-controlled drives using angle control is large industrial drives.
第1図は電流制御形インバータを用い且つ角度制御を用
いた静止形交流電動機駆動装置の簡略プロツク図6第2
図は電流制御形インバータを用いた交流電動機駆動装置
の一部分をブ礪ンクプロツク図で示した略図であつて2
負荷角調整ループは詳しく示してあるが6他の細部は省
略してある。
第3a図乃至第3d図は軽負荷及び重負荷状態での基準
角度信号及び角度帰還信号の波形、並びに重負荷状態で
の小さな直流成分及び大きな交流リツプルを持つ角度誤
差信号の波形を示すグラフ.第4図は可逆変周波数発振
器及びシフト・レジスタ形リング計数器のプロツク図.
第5a図及び第5b図は普通の動作及び多相動作の場合
の単相出力電流波形を示すグラフ6第6図は過電流引ば
ずし及び最低周波数限界を含む様に変更された可逆周波
数発振器の詳しいプロツク図である。主な符号の説明、
1V;インバータ、T1乃至T6:サイリスタ、13:
交流電動機,24:可逆可変周波数発振器,25:イン
バータ周波数制御回路,26:リング計数器633:積
分器。Figure 1 is a simplified block diagram of a static AC motor drive device using a current control type inverter and angle control.
The figure is a schematic diagram showing a part of an AC motor drive system using a current control type inverter as a block diagram.
The load angle adjustment loop is shown in detail, but other details have been omitted. Figures 3a to 3d are graphs showing the waveforms of the reference angle signal and the angle feedback signal under light load and heavy load conditions, and the waveform of the angle error signal with a small DC component and large AC ripple under heavy load conditions. Figure 4 is a block diagram of a reversible variable frequency oscillator and a shift register type ring counter.
Figures 5a and 5b are graphs showing the single-phase output current waveforms for normal and multiphase operation. Figure 6 is the reversible frequency modified to include overcurrent drag and lowest frequency limits. FIG. 2 is a detailed block diagram of an oscillator. Explanation of main symbols,
1V; inverter, T1 to T6: thyristor, 13:
AC motor, 24: Reversible variable frequency oscillator, 25: Inverter frequency control circuit, 26: Ring counter 633: Integrator.
Claims (1)
動機に供給すると共に、インバータ周波数指令信号に応
答してインバータの主サイリスタに対するゲート・パル
スを発生するインバータ周波数制御回路を有するインバ
ータを含む静止形可変速度可逆交流電動機駆動装置に於
て、前記インバータ周波数制御回路が、基準値と検知し
た電動機パラメータとの間の大きさの差に従つて変化し
、且つ実質的なリップル成分とその大きさ並びに極性が
電動機の回転速度並びに回転方向を表わす様な直流成分
とを持つインバータ周波数指令信号を入力として受取る
可逆可変周波数発振器を有し、該発振器は積分器を含ん
でいて、前記入力信号の直流成分のみに関係する周波数
でタイミング・パルス及び方向信号を発生する様に作用
し、更に前記インバータ周波数制御回路が、前記タイミ
ング・パルス及び方向信号に応答して、インバータの主
サイリスタに対し、順方向及び逆方向の相順序でゲート
・パルスを発生する手段を有する静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置。 2 特許請求の範囲1に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、前記積分器が、前記入力信号
の直流成分に関係した速度で上昇する傾斜出力を発生し
、前記発振器が、前記積分器の出力が予め設定したレベ
ルまで反復的に上昇してリセットされる時、前記タイミ
ング・パルス及び方向信号を発生する手段を含んでいる
静止形可変速度可逆交流電動機駆動装置。 3 特許請求の範囲2に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、前記タイミング・パルス及び
方向信号を発生する手段が、積分器の出力に並列に結合
された正及び負の比較器と、両方の比較器、及び前記積
分器をリセットして比較器の出力にタイミング・パルス
が発生される様にするスイッチの間に接続された論理ゲ
ートと、両方の比較器に接続されていて、順方向又は逆
方向信号を発生する様に作用する方向フリップフロップ
とで構成されている静止形可変速度可逆交流電動機駆動
装置。 4 特許請求の範囲3に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、サイリスタに対する前記ゲー
ト・パルスを発生する手段が、前記方向フリップフロッ
プに結合されると共に、遅延素子を介して前記論理ゲー
トの出力にも結合された可逆リング計数器で構成され、
前記タイミング・パルスを利用して前記リング計数器を
シフトさせる様にした静止形可変速度可逆交流電動機駆
動装置。 5 特許請求の範囲4に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、感知されたインバータ電流が
基準値を越えた時に過電流信号を発生する手段と、前記
リング計数器のクロック入力に設けられていて、前記過
電流信号が発生した時、前記タイミング・パルスが通過
するのを禁止する様に接続されている別の論理ゲートと
を有する静止形可変速度可逆交流電動機駆動装置。 6 特許請求の範囲4に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、前記タイミング・パルスによ
つて作動されて、予め設定された期間の後、前記リング
計数器に対するクロック・パルスを発生する最低インバ
ータ周波数限界遅延回路を有する静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置。 7 特許請求の範囲1に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、電動機電流と電動機磁束の間
の感知された瞬時的な角度と基準値との間の差を表わす
角度誤差信号を発生する負荷角帰還制御回路を有し、前
記角度誤差信号が前記インバータ周波数指令信号の1成
分であり、前記インバータ周波数制御回路が、低い電動
機速度では、本質的に多重パルス動作をする様になつて
いる静止形可変速度可逆交流電動機駆動装置。 8 特許請求の範囲7に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、前記積分器がリセット・スイ
ッチを持ち、前記タイミング・パルス及び方向信号を発
生する手段が、積分器の出力に並列に結合された正及び
負の比較器と、両方の比較器及び前記リセット・スイッ
チの間に接続されていて、いずれかの比較器の出力によ
つて前記スイッチが閉じ、この為比較器の出力にタイミ
ング・パルスが発生される様にする論理ゲートと、両方
の比較器に接続されていて、順方向又は逆方向信号を発
生する様に然様る方向フリップフロップとで構成され、
サイリスタに対する前記ゲート・パルスを発生する手段
が、右シフト及び左シフト入力が前記方向フリップフロ
ップに結合されると共に、クロック・パルス入力が遅延
素子を介して前記論理ゲートの出力かに接続されたシフ
ト・レジスタ形リング計数器で構成され、前記タイミン
グ・パルスを用いて前記リング計数器をシフトさせる様
にした静止形可変速度可逆交流電動機駆動装置。 9 特許請求の範囲8に記載した静止形可変速度可逆交
流電動機駆動装置に於て、前記負荷角帰還制御回路で、
前記角度誤差信号が正又は負の直流電動機速度帰還信号
と加算されてインバータ周波数指令信号を発生し、低い
電動機速度では、可変周波数発振器の固有の動作として
指令基本励振周波数の6倍を越える周波数でタイミング
・パルス及び方向信号を発生して、パルス幅変調形式で
電流パルスを発生して、トルクの脈動を少なくした静止
形可変速度可逆交流電動機駆動装置。 10 特許請求の範囲1に記載した静止形可変速度可逆
交流電動機駆動装置に於て、感知された順次トルクと基
準値の間の差を表わす誤差信号を発生するトルク期間制
御回路を有し、前記誤差信号が前記インバータ周波数指
令信号の1成分である静止形可変速度可逆交流電動機駆
動装置。[Scope of Claims] 1. An inverter frequency control circuit that supplies alternating current power of suitable amplitude and adjustable frequency to the motor and generates gate pulses for the main thyristor of the inverter in response to an inverter frequency command signal. In a stationary variable speed reversible AC motor drive including an inverter, the inverter frequency control circuit changes according to the difference in magnitude between a reference value and a sensed motor parameter, and a reversible variable frequency oscillator receiving as input an inverter frequency command signal having a DC component whose magnitude and polarity represent the rotational speed and direction of the motor, the oscillator including an integrator; the inverter frequency control circuit is operative to generate timing pulses and direction signals at a frequency related only to the DC component of the input signal; In contrast, a static variable speed reversible AC motor drive having means for generating gate pulses in forward and reverse phase sequence. 2. In the stationary variable speed reversible AC motor drive device according to claim 1, the integrator generates a ramp output that increases at a rate related to the DC component of the input signal, and the oscillator: A static variable speed reversible AC motor drive including means for generating said timing pulse and direction signal when said integrator output repeatedly rises to a preset level and is reset. 3. A stationary variable speed reversible AC motor drive as claimed in claim 2, wherein the means for generating timing pulses and direction signals comprises positive and negative comparators coupled in parallel to the output of an integrator. a logic gate connected between the comparator, both comparators, and a switch that resets the integrator so that a timing pulse is generated at the output of the comparator. and a directional flip-flop operative to generate a forward or reverse direction signal. 4. In the static variable speed reversible AC motor drive according to claim 3, means for generating the gate pulse for the thyristor is coupled to the directional flip-flop and for generating the gate pulse for the thyristor through a delay element. It consists of a reversible ring counter that is also coupled to the output of a logic gate,
A static variable speed reversible alternating current motor drive device, wherein the timing pulse is used to shift the ring counter. 5. In the stationary variable speed reversible AC motor drive device according to claim 4, means for generating an overcurrent signal when the sensed inverter current exceeds a reference value, and a clock input of the ring counter. and another logic gate connected to inhibit passage of the timing pulse when the overcurrent signal occurs. 6. A stationary variable speed reversible AC motor drive as claimed in claim 4, wherein the clock pulse for the ring counter is actuated by the timing pulse and after a preset period of time. A static variable speed reversible alternating current motor drive having a minimum inverter frequency limit delay circuit. 7. In a static variable speed reversible AC motor drive according to claim 1, an angular error signal representative of the difference between the sensed instantaneous angle between the motor current and the motor flux and a reference value is provided. a load angle feedback control circuit that generates a load angle feedback control circuit, the angle error signal being a component of the inverter frequency command signal, and the inverter frequency control circuit being essentially multi-pulse at low motor speeds; A stationary variable speed reversible AC motor drive. 8. In the stationary variable speed reversible AC motor drive according to claim 7, the integrator has a reset switch, and the means for generating the timing pulse and direction signal is connected to the output of the integrator. positive and negative comparators coupled in parallel, connected between both comparators and the reset switch, such that the output of either comparator closes the switch, so that the comparator consisting of a logic gate for causing a timing pulse to be generated at the output and a corresponding directional flip-flop connected to both comparators to generate a forward or reverse signal;
Means for generating said gate pulses for a thyristor comprises a shift right and a left shift input coupled to said directional flip-flop and a clock pulse input connected via a delay element to an output of said logic gate. - A static variable speed reversible AC motor drive comprising a register type ring counter, the timing pulse being used to shift the ring counter. 9. In the static variable speed reversible AC motor drive device according to claim 8, in the load angle feedback control circuit,
The angular error signal is summed with a positive or negative DC motor speed feedback signal to generate an inverter frequency command signal, and at low motor speeds, the characteristic operation of the variable frequency oscillator is to generate frequencies greater than six times the commanded base excitation frequency. A static variable speed reversible alternating current motor drive that generates timing pulses and direction signals to generate current pulses in a pulse width modulated format to reduce torque pulsations. 10. A static variable speed reversible AC motor drive according to claim 1, further comprising a torque period control circuit for generating an error signal representative of the difference between the sensed sequential torque and a reference value; A static variable speed reversible AC motor drive device, wherein the error signal is one component of the inverter frequency command signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54054835A JPS5927198B2 (en) | 1979-05-07 | 1979-05-07 | Static variable speed reversible AC motor drive device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54054835A JPS5927198B2 (en) | 1979-05-07 | 1979-05-07 | Static variable speed reversible AC motor drive device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55147996A JPS55147996A (en) | 1980-11-18 |
| JPS5927198B2 true JPS5927198B2 (en) | 1984-07-04 |
Family
ID=12981684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54054835A Expired JPS5927198B2 (en) | 1979-05-07 | 1979-05-07 | Static variable speed reversible AC motor drive device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5927198B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5887499U (en) * | 1981-12-09 | 1983-06-14 | 株式会社明電舎 | Control circuit of current source three-phase inverter |
| EP3726719A1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-10-21 | Infineon Technologies Austria AG | Power converter and power conversion method |
-
1979
- 1979-05-07 JP JP54054835A patent/JPS5927198B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55147996A (en) | 1980-11-18 |
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